初中物理电动机

20.4 电 动 机
一：观察思考
1、生活和生产中那些地方用到了电动机？
2、给电动机通电它就能转动，这是为什么？
即电动机的工作原理是什么？
3. 磁体在磁场中会受到磁力
的作用（磁体发生运动） 通电的导线能使磁针偏 转（运动），说明通电 导体周围有磁场,可等效 为一个小的磁体 通电导体这个小磁体能否 在其他的磁场中受磁力作 用而运动呢？
【纠错剖析】 选项 易错角度 纠错剖析
A
电动机的转动方 错误地认为电动机 向与电流方向有 的转动方向(即通电 关，电流方向改 导线受力方向)与电 变，电动机的转 流方向无关 动方向改变
B
错误地认为电动机 的转动方向与磁场 方向无关
电动机的转动方 向与磁场方向有 关，磁场方向改 变，电动机的转 动方向改变
D
虽然知道电动机的转动 方向与电流方向、磁场 方向有关；但是错误地 认为电流方向、磁场方 向同时改变时，电动机 转动方向也改变
电流方向、磁场 方向同时改变时， 电动机转动方向 不变
【正确答案】选C. 虽然电动机的转动方向(即通电导线受
力方向)与电流方向、磁场方向有关，但是当电流方向、磁
场方向同时改变时，电动机转动方向不变.
答案：通电导体在磁场中受力而运动
换向器
6.在探究通电导线在磁场中受力方向与什么有关系时，一
位同学做了如图甲、乙、丙所示的三个实验，图中AB表示
闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流方向，F表 示导线受力方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极.
(1)通过实验甲和乙说明，通电导线在磁场中的受力方向跟 ______________的方向有关. (2)通过实验甲和丙说明，通电导线在磁场中的受力方向跟 ______________的方向有关.
3.在安装直流电动机的模型时，要使线圈的转速加快 ，可采取 （ ） C A.将电源两极对调 B.将两磁极对调 C.增大电流强度 D.以上措施都无效
4.直流电动机中的线圈每转动一周，线圈中的电流方 向 （ ） B A.改变一次 B.改变两次 C.改变三次 D.不改变方 向 5.当直流电动机中线圈的平面转到与磁感线垂直位置 C） 时 （ A.受到的磁力最大 B.不受磁力作用 C.线圈中的电流方向改变 D.以上情况都可能
二、直流电动机
磁场 1.工作原理：通电线圈在________中受力而转动.
2.构造及名称
电刷 A、B：_______ 磁极 D、E：_______
线圈 C：_______ 换向器 F：__________
转子 定子 其中能转动的部分叫______，固定不动的部分叫______. 机械能 电能 3.能量转化：将________转化为_________.
【解析】本题是采用控制变量法来探究通电导线在磁场中 的受力方向跟什么因素有关的.对比甲、乙两图，控制磁场
方向相同，改变电流方向，导线受力方向相反，说明通电
导线在磁场中的受力方向跟电流方向有关；同理在甲、丙 两图中，控制导线中电流方向相同，改变磁场方向，导线 受力方向相反，说明通电导线在磁场中的受力方向跟磁场 方向有关. 答案：(1)电流 (2)磁场
4.换向器
铜制半环 (1)组成：由两个___________构成.
平衡位置 (2)作用：每当线圈刚转过____________时，能够自动改变 电流 线圈中的________方向，使线圈继续转动.
1、若改变导体中的电流方向，导体的 受力的方向如何改变？
2、若改变磁场的方向，导体的受力 的方向如何改变？ 3.若同时改变电流的方向和磁场的方 向，导体受力的方向如何改变？ 结论：通电导线受力的方向与电流的方向和磁场 的方向有关。
场中受力的方向跟原来相反，若两个方向同时改变，则受
力方向不变，A、B、D均错；电动机中换向器的作用是改变 线圈中的电流方向，C正确.
3.(2011·福州中考)在制作简易电动机的过程中，若要改 变电动机的转动方向，可以( )
A.改变通电电流的大小
B.将电源的正负极对调 C.换用磁性更强的磁铁
D.增加电动机的线圈匝数
左手定则
• 展开左手让磁感线垂直穿过手心， 四指与电流的方向一致，那么大 拇指的方向就是所受力的方向。
想一想
• 我们知道了通电导体在磁场中受到力的作 用. • 如果把一个通电的线圈放在磁场里，线圈 会运动吗？怎样运动？
实验
•把一个线圈放在磁场里，给线圈通电.
工作过程：
通电线圈转动到与磁场方向垂直的位置 时，受力平衡，在这个位置停下. 2、线圈与磁场方向（磁感线）垂直的位置称 为平衡位置。 （线圈受到一对平衡力）
【解析】选B.改变通电电流的大小、换用磁性更强的磁铁、 增加电动机的线圈匝数均只能改变电动机的转速，而不能
改变电动机的转向；将电源的正负极对调，可以改变电动
机中电流的方向，改变线圈的受力方向，从而改变电动机 的转动方向，故选B.
4.小华安装好直流电动机模型，通电后电动机正常运转， 她还想使电动机的转速加快，可采用的方法是( A.增大电流 C.对调电源正负两极 B.减小电流 D.对调磁体南北两极 )
知能提升作业
两铜制半环之间是绝缘的.
三、生活中的电动机 1.分类
录音机 (1)直流电动机：电动玩具、____________等.
电风扇 (2)交流电动机：_________、洗衣机等.
方便 高 2.优点：构造简单、控制_______、体积小、效率_____、 污染 功率可大可小、无__________.
小结
通电导体在磁场里受力的作用
电动机
受力方向跟电流的方向， 磁感线的方向都有关 电动机是利用通电线圈受力转动 电动机构造定子转子换向器电刷 电动机的优点
1.将一矩形线圈悬挂在磁场中，通电后线圈却不 能转动，其原因可能是 （C ） A.线圈中的电流太大 B.线圈平面与磁场方向平行 C.线圈方向与磁场方向垂直 D.线圈平面与磁感线夹角小 2.要想改变通电线圈在磁场中的转动方向，可以采 取的办法是 （D） A.只能改变磁场方向 B.只能改变线圈中的电流方向 C.同时改变磁场方向和线圈中的电流方向 D.改变磁场方向或通电线圈中的电流方向
直流电动机的结构及工作原理
转子（线圈） 定子（磁体）
电刷
换向器 （使线圈一转过平衡位置就 改变线圈中的电流方向）
思考：转到什么位置时，电流方向发生 改变？转一周电流改变几次？
电动机的作用：将电能转变 成机械能。
电动机种类和优点
直流电动机
交流电动机
构造简单、控制方便、体积小、 效率高、功率可大可小
要点归纳.诱思探究
基础梳理.知识点睛
一、磁场对通电导线的作用 探究课本 P79 演示实验，思 考： 1.把导线 ab 放在磁场中，接 通电源，导线 ab 中有电流时，
运动 导线 ab_________(选填“运动”或“静止”).
2.把电源的正负极对调，导线 ab 中的电流方向与原来
相反 相反 ________，导线 ab 的运动方向与原来________(选填“相
同”或“相反”).
3.保持导线 ab 中的电流方向不变，把磁体磁极对调，则磁
相反 相反 场方向与原来______，导线 ab 的运动方向与原来_______
(选填“相同”或“相反”). 实验结论：
受到力 a.通电导线在磁场中___________的作用； 电流的方向 磁感线的方向 b.力的方向与___________、____________有关.
按下图演示实验，观察、思考：
1、实验可观察到什么现象？ 2、金属导体为什么会运动？ 3、从实验中可得到什么结论？
磁场对通电导线能产生力的作用， 或说通电导线在磁场中受到力的作 用。
4.导线ab在磁场中运动时能量是如何转化的？ 提示：将电能转化为机械能.
5.通电导线在磁场中受力的方向跟电流方向和磁感线的方
向有什么关系？ 提示：通电导线在磁场中受力的方向既跟电流方向垂直，
又跟磁感线的方向垂直.
6.若导线中的电流方向或磁感线方向有一个因素改变，导 线受力方向怎样变化？若两个方向同时改变，则导线受力
方向怎样变化？
提示：若电流方向和磁感线方向有一个发生变化，则导线 受力方向跟原来相反，若两个方向同时改变，则导线受力
能够使线圈平稳、连续不停地转动下
去是靠________实现的.
【解析】本题考查电动机的工作原理.电动机的工作原理是 通电导体在磁场中受力而运动，在转动过程中，当线圈平
面与磁感线垂直时，线圈受到平衡力的作用而处于静止状
态，此时需要靠换向器及时改变电流的方向从而改变受力 方向，使线圈连续不断地转动下去.
通电线圈越过平Baidu Nhomakorabea位置的运动情况
ab段电流方向由a向b， 受力方向仍向上；cd段 电流方向由c向d，受力
方向仍向下.
ab段、 cd段的电流方向、
受力方向没有发生改变. 使线圈在这个位置摆动几下 就停下来
提示:怎样使线圈越过平衡位置后持续顺时针转动?
答：及时改变电流方向或磁场方向 从而改变受力方向
换向器的作用：改变线 圈中的电流方向。
【解析】选A.电动机的转速大小与线圈中电流大小、线圈 匝数及磁场强弱有关.增大电流能使电动机的转速加快，
A项可采用；减小电流会使电动机的转速减慢，B项不可采
用；对调电源正负极、对调磁体南北两极，只能改变电动 机的转动方向，不能改变其转速，C、D均不可采用.
5.(2011·烟台中考)如图为直流电
动机模型.直流电动机的工作原理是 __________________.电动机工作时，
课时训练.基础达标
1.在如图所示的实验装置中，当 开关闭合时，能观察到导体棒ab 沿金属导轨运动.利用这一现象 所揭示的原理，可制成的设备是 ( A.电热器 B.电磁铁 )
C.电动机
D.电磁继电器
【解析】选C.该实验装置是研究通电导线在磁场中受力的 实验图，利用这一现象所揭示的原理，可制成电动机.
方向不变.
易错剖析.举一反三
误判电动机的转动方向 【典例】(2010·湘潭中考)如图所示 是直流电动机的示意图，下列说法正
确的是
A.只改变电流方向，不能改变其转动 方向 B.只改变磁场方向，不能改变其转动方向 C.同时改变磁场和电流方向，不能改变其转动方向 D.同时改变磁场和电流方向，可以改变其转动方向 【易错答案】A、B、D
2.关于磁场对电流作用的相关知识，下列说法正确的是
( A.通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向无关 B.通电导体在磁场中的受力方向只与磁场方向有关 C.电动机中换向器的作用是改变线圈中的电流方向 )
D.要改变通电导体在磁场中的受力方向，必须同时改变电
流方向和磁场方向
【解析】选C.通电导体在磁场中受力的方向跟电流方向和 磁场方向有关，若只改变其中一个方向，则通电导体在磁